内蒙古地区土壤水文特征的空间分布

以全区93气象台站观测得到的0～50cm分层土壤水文物理特征(田间持水量、凋萎湿度、容重)资料为基础,结合南京土壤所编制的1:100万土壤类型图,依托GIS中地统计学方法,构建并分析了内蒙古典型土壤类型水文特征的空间分布特征。     

日光温室不同水分条件下盆栽黄瓜产量和土壤微生物数量

在日光温室内盆栽条件下,研究土壤水分对黄瓜产量和土壤微生物数量的影响,结果表明(1)土壤水分含量初花期和初瓜期为田间持水量的80%～90%、盛瓜期90%～100%、生育后期70%～80%的处理黄瓜产量最高,为389.65g/株;其次为初花期土壤水分为田间持水量的90%～100%、初瓜期80%～90%、盛瓜期70%～80%、生育后期90%～100%的处理,产量为351.49g/株;初花期土壤水分为田间持水量的80%～90%、初瓜期90%～100%、盛瓜期70%～80%、生育后期80%～90%的处理产量最低,为257.54g/株。(2)不同水分处理土壤微生物的数量变化不同黄瓜初花期,土壤水分为田间持水量80%～90%的处理土壤细菌数量最多,土壤水分为田间持水量70%～80%的处理和90%～100%的处理土壤细菌数量少,且二者差异不大。黄瓜初瓜期和盛瓜期当土壤水分由低变高时细菌数量增加,相反细菌数量减少,黄瓜生育后期当土壤水分从高变低时细菌数量增加,水分稳定不变或从高变为中等水平或从低变为中等水平时细菌数量减少。土壤真菌数量在土壤水分含量低时和土壤水分相对稳定的情况下增加,否则减少。各处理土壤放线菌在黄瓜初花期和初瓜期数量差异不大,盛瓜期各处理土壤放线菌的数量增加,生育后期多数处理土壤放线菌的数量有所下降。     

东北黑土区土壤水分对大豆生长影响的试验研究

2009年在黑龙江省鹤山农场进行6个土壤水分水平控制的大豆盆栽试验,土壤水分分别是:15%、18%、24%、30%、40%、48%.结果表明:土壤水分和大豆产量有很好的二次曲线关系,决定系数R<'2>达到0.97,大豆产量在田间持水量条件下达到峰值,低干、高于田间持水量时,大豆均减产,田间持水量80%～133%减产幅度...     

黄土高原水蚀风蚀交错带不同土地利用方式坡面土壤水分特性研究

为分析不同土地利用方式下坡面土壤水分特性的差异和规律,对黄土高原水蚀风蚀交错带典型坡面上农地、林地和草地的土壤水分特性进行了分析.结果表明:(1) 苜蓿地土壤的持水能力和供水能力最强,其次是杏树林和长芒草地,谷子地最差;(2) 通过土壤水分有效性分析发现,水蚀风蚀交错带田间持水量相当于-0.2×105 Pa土壤基质势时的土壤含水量,永久凋萎点则低于-2.0×106 Pa土壤基质势对应的土壤含水量;(3) 苜蓿地有效水含量最高,谷子地有效水含量最低,而且苜蓿地土壤有效水含量的提高主要是提高了迟效水部分;(4) 对不同土地利用方式下的土壤比水容量变化曲线研究表明,土壤比水容量在田间持水量附近随土壤含水量的降低减小的很快,而当土壤水分降低到田间持水量的50%～60%以下时,土壤比水容量基本不变.     

基于土壤相对凋萎湿度构建的干旱监测指标在云南的应用分析

在分析云南土壤水文参数的基础上,构建基于土壤相对凋萎湿度的干旱监测指标I_RWM,并分析其在云南地区的适用性。结果表明：云南0~20 cm土层土壤水文参数空间分布较为一致,土壤水分利用率总体呈现东高西低,南高北低的特点;从I_RWM指标来看,云南轻旱、中旱、重旱和特旱上限对应的土壤相对湿度分别为45.6%、36.5%、27.5%和18.4%;当大部地区土壤相对湿度低于60%时,云南发生中等干旱灾害的可能极大;云南的西部边缘地区对土壤水分更为敏感,有旱情发展波动大的特点;在干旱监测中,I_RWM指标能够降低极端降水对旱情监测的干扰,且对干旱灾害的描述与实际更接近。综合来看,I_RWM指标在云南的适用性优于MCI指数。     

生草和树枝覆盖对果园土壤持水性能的影响

针对黄土高原枣园普遍盛行传统清耕制,将生草及覆盖技术引入枣园生产中,于2011—2013年采用人工土槽模拟研究方法,探讨不同生草和覆盖措施对枣树地土壤持水性能的影响。结果表明:生草与枣树枝覆盖能有效改善土壤物理结构、提高土壤孔隙度、降低土壤容重;各处理土壤水分蓄持能力及比水容量均按枣树枝半覆盖+白三叶生草、枣树枝全覆盖、白三叶生草覆盖和清耕处理依次递减,处理间的差异在高吸力阶段更为明显;与清耕处理相比,生草与覆盖处理土壤饱和含水量、田间持水量、凋萎系数均有提高,枣树枝半覆盖+白三叶生草处理增加最为明显,分别增加9%、20%、33%。     

线辣椒苗期适宜的土壤水分下限与灌水指标研究

应用盆栽试验研究了线辣椒苗期土壤水分下限、灌水上限对后期产量的协同效应,结果表明:灌水上限与土壤水分下限对线辣椒产量有明显的正效应和交互效应,灌水上限主效应为土壤水分下限主效应的1.65倍;线辣椒灌水上限与土壤水分下限之间的效应函数为报酬递减函数,灌水上限与土壤水分下限效应存在一个合理协同区域,灌水上限为62%~84.1%,土壤水分下限为40%~49%;在上述协同区域内,提高灌水上限、土壤水分下限均能起到增产的目的,且两因素之间的作用具有补偿性,即灌水上限(或土壤水分下限)的降低可以通过增加土壤水分下限(或灌水上限)的水平保证产量不减;本盆栽试验线辣椒获得最大产量的适宜灌水上限为相当于田间持水量的84.1%,土壤水分下限为相当于田间持水量的49%。     

甘肃黄土高原土壤农业水分常数分布特征

通过对黄土高原23个农业气象观测站及3个农业气象试验站作物观测地段的土壤农业水分常数分析,以揭示该地域农业水分特性的分布特征。结果显示:在甘肃黄土高原,土壤容重从北到南、从浅层到深层呈减少趋势;凋萎湿度地域及垂直分布变化不大;田间持水量地域分布特征明显,陇西黄土高原大于陇东黄土高原;干旱的临界土壤含水量基本上为北部小于南部,最大值出现在陇西黄土高原的中部。     

陕西渭北旱塬苹果种植区域农田水分特征分析

利用陕西渭北地区24个县(市)气象站1971～2000年30年的降水资料和土壤水分观测资料定量分析渭北塬区苹果园土壤水分特征和供耗水规律,计算苹果种植适生区干旱指数,划分水分盈亏分区.渭北旱塬苹果种植区土壤水分具有明显的区域性特征,不同苹果种植类型区域蒸发力和水分盈亏量存在较大差异,渭北旱塬蒸发力为东部果区>北部果区>西部果区>中部果区;渭北旱塬水分盈亏量为东部果区>北部果区>中部果区>西部果区,土壤水分状况以西部果区最好, 中部果区次之,北部和东部果区土壤水分状况较差.     

土壤含水量对温室樱桃番茄生长发育及果实品质的影响

以樱桃番茄红宝石为研究材料,以5个梯度的土壤含水量(分别为田间持水量的40%~50%、50%~60%、60%~70%、70%~80%和80%~90%)进行处理后,测定并分析植株生长状况、果实品质、产量和水分利用效率的变化规律。结果表明:在土壤含水量为田间持水量的70%~80%时,同化物在樱桃番茄上积累的最多,产量最高,为6.25 kg/m2;在土壤含水量为田间持水量的60%~70%时,樱桃番茄果实品质的各项指标均达到最大值,其中Vc、可溶性糖和干物质的含量分别为652.2 mg/kg,72.8 g/kg,71.8 g/kg,可溶性固形物占总质量的9.8%,水分利用率也最大,为13.9 kg/m3。综合分析水分对植株生长发育、果实品质、水分利用效率和产量的影响,认为土壤含水量为田间持水量的60%~70%,可以作为樱桃番茄生长期间理想的土壤水分控制指标。     

SOC storage and potential of grasslands from 2000 to 2012 in central and eastern Inner Mongolia,China

Grassland ecosystem is an important component of the terrestrial carbon cycle system. Clear comprehension of soil organic carbon(SOC) storage and potential of grasslands is very important for the effective management of grassland ecosystems. Grasslands in Inner Mongolia have undergone evident impacts from human activities and natural factors in recent decades. To explore the changes of carbon sequestration capacity of grasslands from 2000 to 2012, we carried out studies on the estimation of SOC storage and potential of grasslands in central and eastern Inner Mongolia, China based on field investigations and MODIS image data. First, we calculated vegetation cover using the dimidiate pixel model based on MODIS-EVI images. Following field investigations of aboveground biomass and plant height, we used a grassland quality evaluation model to get the grassland evaluation index, which is typically used to represent grassland quality. Second, a correlation regression model was established between grassland evaluation index and SOC density. Finally, by this regression model, we calculated the SOC storage and potential of the studied grasslands. Results indicated that SOC storage increased with fluctuations in the study area, and the annual changes varied among different sub-regions. The SOC storage of grasslands in 2012 increased by 0.51×1012 kg C compared to that in 2000. The average carbon sequestration rate was 0.04×1012 kg C/a. The slope of the values of SOC storage showed that SOC storage exhibited an overall increase since 2000, particularly for the grasslands of Hulun Buir city and Xilin Gol League, where the typical grassland type was mainly distributed. Taking the SOC storage under the best grassland quality between 2000 and 2012 as a reference, this study predicted that the SOC potential of grasslands in central and eastern Inner Mongolia in 2012 is 1.38×1012 kg C. This study will contribute to researches on related methods and fundamental database, as well as provide a reference for the protection of grassland ecosystems and the formulation of local policies on sustainable grassland development.     

锡林郭勒盟典型草原昆虫多样性分析

为典型草原害虫监测预警和生态治理提供理论依据,选取害虫发生相对严重的锡林郭勒盟7个旗县典型草原作为调查对象,采用Z字形扫网取样法对昆虫数量和种类进行调查,对昆虫尤其是主要昆虫蝗虫群落差异和多样性进行分析,并对蝗虫群落和环境因子进行冗余分析。结果显示,在7个典型草原区域中,正镶白旗、镶黄旗、阿巴嘎旗、西乌珠穆沁旗和锡林郭勒市的昆虫Margalef丰富度指数、Shannon-Wiener多样性指数和Pielou均匀度指数均较高,且这5个草原区域之间均差异不显著;在7个典型草原区域内共采集到草原蝗虫6科11属16种,种类较丰富,约占所有昆虫种类的20.00%;亚洲小车蝗Oedaleus asiaticus作为锡林郭勒盟典型草原蝗虫的优势种,在所有典型草原区域中的数量均高于其他蝗虫;镶黄旗和锡林浩特市的蝗虫种数最多,均为14种,而苏尼特左旗的蝗虫种数最低,为8种;植被覆盖度和海拔对蝗虫Margalef丰富度指数、Shannon-Wiener多样性指数和Pielou均匀度指数有正影响。锡林浩特市与镶黄旗的蝗虫群落相异性最小,相异性系数为0,与其他5个典型草原区域的蝗虫群落相异性也较低,相异性系数...     

典型草原禁牧条件下土壤水分对降雨模式的响应

通过在锡林郭勒草原设置禁牧和放牧试验点,对气象、植被、土壤要素和5 cm、10 cm、15 cm、30 cm层土壤水分进行监测分析,揭示典型草原禁牧条件下降雨和土壤水分的变化及转化规律,结果表明:禁牧3 a后土壤垂向异质性增强,降雨过程中各土层土壤含水量差异显著,放牧区则相反;土壤水分对降雨响应的滞后时间随土层深度增加而增加,相对于禁牧区,放牧区浅层土壤(5 cm、10 cm)持水性能较弱,入渗完成用时较短;5 mm以下的降雨对禁牧和放牧区土壤水分均无明显补给作用,当降雨连续均匀且强度不超过5 mm·h~(-1)时最有利于入渗,放牧区入渗深度达到15 cm和30 cm层分别需要7.9 mm和大于25 mm的降雨,而禁牧区大于5 mm的降雨就可以入渗到30cm土层;强度5～6 mm·h~(-1)的独立降雨只能入渗到表层土壤中(5 cm),强度大于15 mm·h~(-1)的降雨在禁牧区能通过大孔隙快速入渗到30 cm及更深层土壤,放牧区则表层入渗较快(0～5 cm),深层入渗较慢,会形成地表径流甚至洪水灾害。该研究的结果可以为草地生态水文过程研究和制定合理的放牧政策提供参考。     

干旱指标在典型草原的适用性分析

从天气、土壤、植被等角度筛选出5个在内蒙古典型草原区使用较多的干旱指标,按照其计算方法和干旱等级标准,计算了多个站点1981-2010年间生长季(4-9月)旬尺度的干旱情况,依据干旱资料验证各指标的准确性,最终确定指标适用的时空尺度。基于单站点指标的适用性分析结果,对应用较好的指标进一步做区域干旱评价的一致性分析。结果表明:在单站点的春秋季,土壤相对湿度指标最好用,降水距平百分率指标可以作为补充,但该指标在呼盟境内的鄂温克春季不可用;夏季以降水距平百分率和草地旱情指数两个指标对干旱的评价最好,但是由于草地旱情指数计算所需因子较多且复杂,在实际业务应用中应首选降水距平百分率。对降水距平百分率和相对蒸降差指标在典型草原干旱评价的一致性进一步做了分析,发现对干旱的评价存在明显的区域性。通过分区研究,在呼伦贝尔温凉半干旱牧业区降水距平百分率在夏秋季优用于相对蒸降差指标,锡林郭勒温凉半干旱牧业区对春夏季的干旱评价应优先使用降水距平百分率指标。     

Attribution analysis and multi-scenario prediction of NDVI drivers in the Xilin Gol grassland,China

Grassland degradation is influenced by climate change and human activities, and has become a major obstacle for the development of arid and semi-arid areas, posing a series of environmental and socio-economic problems. An in-depth understanding of the inner relations among grassland vegetation dynamics, climate change, and human activities is therefore greatly significant for understanding the variation in regional environmental conditions and predicting future developmental trends. Based on MODIS (moderate resolution imaging spectroradiometer) NDVI (normalized difference vegetation index) data from 2000 to 2020, our objective is to investigate the spatiotemporal changes of NDVI in the Xilin Gol grassland, Inner Mongolia Autonomous Region, China. Combined with 12 natural factors and human activity factors in the same period, the dominant driving factors and their interactions were identified by using the geographic detector model, and multiple scenarios were also simulated to forecast the possible paths of future NDVI changes in this area. The results showed that: (1) in the past 21 a, vegetation cover in the Xilin Gol grassland exhibited an overall increasing trend, and the vegetation restoration (84.53%) area surpassed vegetation degradation area (7.43%); (2) precipitation, wind velocity, and livestock number were the dominant factors affecting NDVI (the explanatory power of these factors exceeded 0.4). The interaction between average annual wind velocity and average annual precipitation, and between average annual precipitation and livestock number greatly affected NDVI changes (the explanatory power of these factors exceeded 0.7). Moreover, the impact of climate change on NDVI was more significant than human activities; and (3) scenario analysis indicated that NDVI in the Xinlin Gol grassland increased under the scenarios of reduced wind velocity, increased precipitation, and ecological protection. In contrast, vegetation coverage restoration in this area was significantly reduced under the scenarios of unfavorable climate conditions and excessive human activities. This study provides a scientific basis for future vegetation restoration and management, ecological environmental construction, and sustainable natural resource utilization in this area.     

保水剂对河套灌区土壤水分和春小麦生长的影响

为了促进保水剂的应用与推广,在河套灌区开展了沟施保水剂BJ2101-L和土壤结构改良剂PAM及BJ2101-L＋PAM对土壤水分和春小麦生长的影响研究。结果表明：保水剂BJ2101-L和土壤结构改良剂PAM均可提高土壤水分,特别是在春小麦孕穗期有显著作用,0~80 cm土层BJ2101-L处理土壤水分提高了14.26%;不同处理均可促进小麦分蘖和根系向深层土壤分布,PAM处理小麦分蘖力提高了60.45%,BJ2101-L处理根系分布深度加深了70.79%。不同处理提高了春小麦生物量、产量,其中BJ2101-L处理提高了27.24%和30.96%;BJ2101-L处理提高了春小麦的水分利用效率、水分产出率和灌溉水分产出率,分别提高了20.58%,24.13%和31.00%。BJ2101-L处理显著提高了单位面积的经济效益,PAM处理则显著降低了经济效益。河套灌区小麦生产中应积极开展保水剂的应用与推广。     

内蒙古高原典型草原生态系统健康评价和退化分级研究

在锡林郭勒高原和呼伦贝尔高原典型草原区选取19个调查点,对典型草原羊草+大针茅群落在长期牧压下的植被状况进行了调查.处在不同退化演替序列的植物群落优势种的类型、活力和恢复力均存在很大差异,原生生态系统保持了健康的种类组成,能充分利用环境资源,形成较高的群落生产力.根据草地生态系统健康评价的研究,结合典型草原生态系统的群...     

锡林郭勒地区沙尘暴时空变异与气候特征分析

利用1971-2000年锡林郭勒地区15个台站的气象资料,分析近30年内蒙古锡林郭勒地区沙尘暴的时空变异及其与气侯特征之间的关系,在对沙尘暴形成的诸多气候因子中,着重分析了大风,降水,温度等要素对其的影响。结果表明:锡林郭勒地区沙尘暴呈现明显的西部多,东部少的趋势;90年代沙尘暴发生日数减幅最大;沙尘暴是受多种气候因子共同影响,是一个多维的复杂问题,其中沙尘暴的发生与大风日数相关系数达90%以上。     

内蒙古草原土壤斥水性的季节变化

土壤斥水性是指水分不能或很难湿润土壤颗粒表面的物理现象,具有斥水性的土壤称为斥水土壤。本文以内蒙古锡林浩特市白音锡勒牧场中国科学院内蒙古草原生态系统定位站的羊草样地为例,运用滴水穿透时间法分析了1979年禁牧1、999年禁牧、冬季放牧和连续放牧等条件下内蒙草原土壤斥水性的季节变化。结果表明:草原土壤总体上表现为轻度斥水性或无斥水性,且斥水性具有显著的季节变化特点,一般在雨季或多雨年土壤具有较强的斥水性;不同的利用方式对草原土壤斥水性的季节变化规律具有一定的影响,存在时间上的滞后性,持续放牧处理在雨季较多的样点最先表现斥水性,其次为冬季放牧处理,然后为1999年禁牧处理,最后为1979年禁牧处理。